制造共軌的方法與流程

本發(fā)明總體上涉及一種制造共軌的方法。

背景技術(shù)：

眾所周知，作為燃料噴射系統(tǒng)的組成部分的共軌是由鋼制成的，并且具有長形管狀形狀。側(cè)面設(shè)置有用于互補(bǔ)接合高壓管的連接突起。在其兩個(gè)末端處，共軌設(shè)置有凹部，該凹部具有螺紋，以便在一側(cè)用于壓力傳感器的互補(bǔ)布置，并且在相反側(cè)用于壓力調(diào)節(jié)裝置諸如被動(dòng)閥或電磁控制閥的互補(bǔ)布置。共軌的制造包括已知的步驟，諸如鍛造坯料，然后機(jī)加工共軌內(nèi)部容積以及螺紋凹部。凹部通常具有比內(nèi)部容積大的直徑，因此，當(dāng)內(nèi)徑增加時(shí)共軌的壁厚突然減小。在使用中，共軌填充有若干千巴的高壓燃料，并且在操作期間，燃料壓力在較大壓力范圍內(nèi)快速波動(dòng)。這在共軌的外周壁中產(chǎn)生了變化的機(jī)械應(yīng)力。所述應(yīng)力與緊固應(yīng)力一起集中在壁厚發(fā)生變化并且產(chǎn)生潛在裂紋的疲勞區(qū)域中。

已經(jīng)實(shí)施了各種增強(qiáng)措施，諸如增加壁厚、將角部修圓、熱和局部表面處理等等。

遺憾的是，正在進(jìn)行的共軌優(yōu)化不利地使這些方法增加質(zhì)量和成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是通過一種制造適合于布置在燃料噴射系統(tǒng)中的共軌的方法來解決或至少減輕上述問題。該共軌具有設(shè)置有孔的本體，該孔限定用于在使用中接收高壓燃料的內(nèi)部容積，所述本體沿著主軸線從具有第一橫向面的第一末端延伸至具有第二橫向面的第二末端，在該第一橫向面中居中地開設(shè)有適合于接收壓力傳感器的第一母螺紋凹部，在該第二橫向面中居中地開設(shè)有適合于接收燃料壓力調(diào)節(jié)閥的第二母螺紋凹部。所述孔在所述凹部當(dāng)中的一個(gè)凹部中的兩端處開口。所述方法包括如下步驟：

-鍛造所述共軌的鋼坯料；

-在所述坯料的所述末端中對(duì)所述第一和第二凹部進(jìn)行機(jī)加工和攻絲；

-所述孔的第一自增強(qiáng)步驟，在該第一步驟期間，自增強(qiáng)流體在所述孔中被加壓至第一壓力；

所述方法進(jìn)一步包括：

-用于處理所述第一母螺紋凹部的第二自增強(qiáng)步驟，在該第二步驟期間，所述自增強(qiáng)流體在所述第一凹部中被加壓至第二壓力。

更精確地說，所述第二流體壓力比所述第一流體壓力低。

此外，在加壓所述自增強(qiáng)流體之前，所述第二自增強(qiáng)步驟包括第二密封步驟，在該第二密封步驟期間，在所述第一末端上布置密封特征部，布置多個(gè)密封特征部以將徑向地設(shè)置在所述共軌中的高壓通道關(guān)閉，并且在所述第二末端上布置自增強(qiáng)機(jī)器噴嘴。

在第一另選方案中，所述第二自增強(qiáng)步驟在所述第一自增強(qiáng)步驟之前執(zhí)行。

在另一個(gè)另選方案中，所述第一和第二自增強(qiáng)步驟同時(shí)執(zhí)行。

該方法可以包括：用于處理第二母螺紋凹部的第三自增強(qiáng)步驟，在該第三步驟期間施加第三流體壓力。所述第三流體壓力比所述第一流體壓力低。

本發(fā)明還延及一種適合于布置在燃料噴射系統(tǒng)中的共軌，該共軌具有設(shè)置有孔的本體，該孔限定用于在使用中接收高壓燃料的內(nèi)部容積，所述本體沿著主軸線從具有第一橫向面的第一末端延伸至具有第二橫向面的第二末端，在該第一橫向面中居中地開設(shè)有適合于接收壓力傳感器的第一母螺紋凹部，在該第二橫向面中居中地開設(shè)有適合于接收燃料壓力調(diào)節(jié)閥的第二母螺紋凹部，所述孔在所述凹部當(dāng)中的一個(gè)凹部中的兩端處開口。

所述第一螺紋凹部和/或所述第二螺紋凹部通過自增強(qiáng)而被整體加強(qiáng)。

此外，所述自增強(qiáng)加強(qiáng)通過采用之前描述的方法來進(jìn)行。

附圖說明

現(xiàn)在參照附圖通過示例描述本發(fā)明，其中：

圖1是燃料噴射設(shè)備的共軌的側(cè)視圖，該共軌設(shè)置有壓力傳感器，并且還設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)閥。

圖2是與圖1的共軌類似的共軌的軸向剖面。

圖3是圖2的共軌的末端的軸向剖面的放大細(xì)節(jié)圖，密封特征部布置在共軌上。

圖4是圖3所示的特征部的替換方案。

圖5是圖2的共軌的末端的軸向剖面的放大細(xì)節(jié)圖，另一個(gè)密封特征部布置在共軌上。

圖6是圖4的特征部的另選實(shí)施方式。

圖7是這些特征部的又一個(gè)另選實(shí)施方式。

具體實(shí)施方式

盡管經(jīng)常使用表達(dá)“共軌”來指代整個(gè)燃料噴射系統(tǒng)，但是在該說明書的環(huán)境下，“共軌”指代在燃料噴射系統(tǒng)中以及更具體地說在柴油燃料噴射系統(tǒng)中目的在于作為高壓儲(chǔ)存器并且能夠承受若干千巴燃料壓力的部件。

參照?qǐng)D1，圖1示出了包括共軌12的共軌組件10，該共軌12設(shè)置有壓力傳感器14和限壓閥16。共軌12為長形金屬本體18，該長形金屬本體18沿著主軸線x從限定第一末端22的第一橫向面22(位于圖的左側(cè)，壓力傳感器14布置在該第一橫向面22處)延伸至限定第二末端26的第二橫向面24(位于圖的右側(cè)，閥16布置在該第二橫向面24處)。

共軌12的本體18設(shè)置有在圖2的軸向剖面中可見的軸向孔28，該軸向孔28限定了共軌的在兩個(gè)末端22、26處開口的內(nèi)部容積v。

在第一末端22的第一橫向面20中，現(xiàn)在描述為在底面32處開設(shè)有第一螺紋凹部30，該底面32居中地開設(shè)有孔28。如在圖3中詳細(xì)所示，凹部30沿著其全部長度從第一橫向面20到第一底面32都具有螺紋。在外部，共軌本體18設(shè)置有從第一橫向面20沿著軸線x延伸至第一臺(tái)肩面36的第一外部圓筒狀面34。通向底面32的孔28利用第一內(nèi)部倒角38而變平滑，凹部32的通向第一橫向面20的開口利用第一螺紋端倒角40而變平滑，并且第一橫向面20和第一外部圓筒狀面34的結(jié)合通過第一外部倒角42而變平滑。

共軌12的第二末端26類似地布置。第二螺紋凹部44在第二橫向面24中開口，并且所述第二凹部的底面46處，居中地開設(shè)將孔28連接至第二凹部44的小軸向通道孔48。另選地，孔28可以直接通向第二凹部44內(nèi)，而無需任何小軸向通道48。如能夠在圖2的剖面中看到的，第二凹部44的螺紋部分僅僅沿著第二凹部部分地延伸。此外，第二末端26設(shè)置有適合于使返回到低壓箱的低壓燃料流動(dòng)的側(cè)向出口通道50，所述出口通道50從第二凹部的非螺紋部分徑向地穿過本體18延伸到位于所述本體的外表面上的外部開口。更具體地說，該本體設(shè)置有徑向突起52，在該徑向突起52中居中地設(shè)置該側(cè)向通道出口50，所述通道50具有擴(kuò)大區(qū)段部分54，其中布置有向外伸出并適合于互補(bǔ)密封地收納低壓返回軟管的液壓接頭56。

如圖所示，共軌本體18設(shè)置有沿著共軌長度相當(dāng)規(guī)則地分布在末端22、26之間的其它突起58。在每個(gè)所述突起58中，居中地徑向延伸高壓通道58，該高壓通道58適合于使高壓燃料或者流入共軌或者朝向燃料噴射器離開共軌。所述高壓突起58具有外螺紋以固定高壓管。

最后，共軌本體12設(shè)置有固定突出部60，每個(gè)突出部60都具有中央孔62以便能夠利用擰入發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中的螺栓而固定。

共軌12的制造方法100開始于鍛造步驟110，該鍛造步驟110將鋼桿轉(zhuǎn)變成共軌坯料。鍛造之后控制坯料的冷卻，從而使得材料的機(jī)械特性類似于回火剛的機(jī)械特征。之后，機(jī)加工110公共坯料以產(chǎn)生之前描述的孔28以及第一和第二末端22、26的所有面：第一和第二橫向面20、24、螺紋凹部30、44、第一圓筒狀面34、臺(tái)肩面36、倒角38、40、42以及低壓出口通道50、高壓入口和出口通道58以及固定突出部60和孔62。

為了增強(qiáng)共軌12，執(zhí)行自增強(qiáng)步驟。

第一自增強(qiáng)步驟130能夠處理孔28和高壓通道58。所述第一自增強(qiáng)步驟130包括第一密封步驟132，在該第一密封步驟132期間，通過圖3所示的第一密封特征部70密封孔28的通向第一凹部的底面32的開口。高壓入口和出口通道58通過通道密封特征部82(未示出)密封，并且將機(jī)械噴嘴84(未示出)施加在第二末端26上。之后，仍然作為第一密封步驟132的一部分，在密封特征部70、82和噴嘴84上施加力以便確保共軌12的內(nèi)部空間的完美密封。由第一密封特征70和噴嘴84施加至共軌的軸向力相反并且平衡，從而不會(huì)產(chǎn)生變形，但是為了避免共軌因?yàn)橛赏ǖ烂芊馓卣鞑?2產(chǎn)生的徑向力而彎曲或扭曲，與突起52相對(duì)地布置沒有示出的保持特征部，以便在共軌上產(chǎn)生相反的平衡徑向力。

在執(zhí)行第一密封步驟132之后，執(zhí)行第一加壓步驟134，在該第一加壓布置134期間，將經(jīng)由噴嘴84噴射在共軌中的自增強(qiáng)流體af加壓至通常在6000巴和10000巴之間的第一壓力p1。該加壓步驟134持續(xù)2秒到10秒，根據(jù)共軌幾何形狀和所需特征來調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間。

更詳細(xì)地說，第一密封特征部70包括長形圓筒狀本體72，該長形圓筒狀本體72沿著主軸線x延伸并且設(shè)置有圓錐形端部80，該圓錐形端部80漸縮成比突起的圓筒狀區(qū)段小的區(qū)段。

所述第一密封特征部70被設(shè)計(jì)成插塞，從而當(dāng)其接合在共軌的第一末端22中時(shí)，圓錐形端部80接合在孔28內(nèi)，直到其與第一內(nèi)部倒角38抵靠接觸。當(dāng)就位時(shí)，第一密封特征部70僅在倒角38上接觸共軌。第一橫向面20和第一螺紋端倒角40不與特征部70接觸，因此不會(huì)特別是因?yàn)槭┘虞S向力而被特征部70損壞。

根據(jù)機(jī)加工過程的變化，密封特征部70可以設(shè)置有如圖4所示的軸向鉆孔86以便能夠?qū)⒘黧w傳送到共軌內(nèi)。

通道密封特征部82通常為布置于在高壓通道58的外末端處機(jī)加工的倒角中的球體，當(dāng)被推向高壓通道58時(shí)，這些球體密封所述高壓通道58。

機(jī)器噴嘴84與第一密封特征部70類似地設(shè)計(jì)，以略微接合在孔28的開口中，并且抵靠位于第二凹部的底部46處的倒角。

在第一自增強(qiáng)步驟130之后或另選地之前是用于處理第一螺紋凹部30的第二自增強(qiáng)步驟140。

第二步驟140包括第二密封步驟142，其中第一密封特征部70替換為圖5所示的第二密封特征部90，而通道密封特征部82和噴嘴84與之前描述的那些相同。

所述第二密封特征部90包括設(shè)置有凹部94的本體92，該凹部限定外周壁面96。在所述凹部96的底部附近，第二密封特征部90設(shè)置有臺(tái)肩97。當(dāng)?shù)诙卣鞑?0接合在共軌12的第一末端22上時(shí)，外周壁面96互補(bǔ)地調(diào)節(jié)至共軌的第一外部圓筒狀面34，并且臺(tái)肩97與第一外部倒角42抵靠地密封接觸。如圖5所示，第二密封特征部設(shè)置有類似于第一特征部的鉆孔的軸向鉆孔86。

在圖6所示的另選實(shí)施方式中，與設(shè)置有第二鉆孔88的第二密封特征部90結(jié)合地利用類似于第一圓筒狀特征部70的特征部，通過該第二鉆孔88，流體能夠流動(dòng)并接近第一凹部30的待處理容積，因此可以減少制造時(shí)間。

進(jìn)一步另選的實(shí)施方式可以例如設(shè)計(jì)成利用將密封共軌的第一末端的球形部分替換圓筒狀突起。

第一自增強(qiáng)步驟130和第二自增強(qiáng)步驟140是獨(dú)立的。它們可以第一個(gè)在第二個(gè)之前或第二個(gè)在第一個(gè)之前執(zhí)行。

在第二密封步驟142之后，執(zhí)行第二加壓步驟144，在該第二加壓步驟144期間，經(jīng)由噴嘴84在共軌中注射自增強(qiáng)流體af。而在第一加壓步驟134期間，自增強(qiáng)流體af被限制在孔28和高壓通道58內(nèi)。在該第二加壓步驟144期間，流體af填充第一凹部32的附加容積。

在第二加壓步驟144中，以比第一步驟134期間小的壓力p2對(duì)自增強(qiáng)流體af進(jìn)行加壓。例如，如果在第一步驟134期間，壓力p1為7000巴，則在第二步驟期間，壓力p2可以僅為3000巴，這是為了防止對(duì)螺紋造成任何損壞。第二加壓步驟144類似地持續(xù)2秒到10秒之間。

在該描述的替換方案中，所謂的第二自增強(qiáng)步驟140可以在第一自增強(qiáng)步驟150之前進(jìn)行。

在第一步驟130或第二步驟140之后可以執(zhí)行第三自增強(qiáng)步驟150。該第三自增強(qiáng)步驟150的目的在于處理第二螺紋凹部44。類似于第二步驟140，該第三步驟150包括第三密封步驟152，之后是第三加壓步驟154。

對(duì)于第三密封步驟152，采用沒有示出的第三密封特征部。它與第二密封特征部90非常類似，但是這回該第三密封特征部被布置成密封抵靠第二末端26的螺紋端倒角。通道密封特征部82保持不變，并且自增強(qiáng)機(jī)器噴嘴84被布置成覆蓋第一末端22。

在第三加壓步驟154期間，流體af填充第二凹部44的附加容積，并且類似于第二步驟144，在該第三加壓步驟154中，以比第一步驟134期間小的第三壓力p3對(duì)自增強(qiáng)流體af加壓，該第三壓力p3基本與第二步驟144期間的壓力相同并且持續(xù)相同時(shí)間。

在使用圖7所示的特征部的組合的另一個(gè)替換方案中，同時(shí)執(zhí)行自增強(qiáng)步驟130、140、150。實(shí)際上，圖7示出了設(shè)置有軸向鉆孔86的第一密封特征部70與設(shè)置有第二鉆孔88的第二密封特征部90的組合。當(dāng)就位時(shí)，如圖所示，孔28和第一螺紋凹部30的容積彼此隔離，因而能夠同時(shí)執(zhí)行自增強(qiáng)步驟130、140。

附圖標(biāo)記列表

10：組件

12：共軌

14：壓力傳感器

16：限壓閥

18：共軌本體

20：第一橫向面

22：共軌的第一末端

24：第二橫向面

26：共軌的第二末端

28：孔

30：第一螺紋凹部

32：第一凹部的底面

34：第一外部圓筒狀面

36：第一臺(tái)肩面

38：第一內(nèi)部倒角

40：第一螺紋端倒角

42：第一外部倒角

44：第二螺紋凹部

46：第二凹部的底面

48：小軸向通道

50：低壓出口通道

52：本體的突起

54：lp通道的放大區(qū)段部分

56：接頭

58：高壓通道

60：固定突出部

62：孔

70：第一密封特征部

72：特征部的本體

80：突起的圓錐形端部

82：通道密封特征部

84：自增強(qiáng)機(jī)器噴嘴

86：軸向鉆孔

88：第二鉆孔

90：第二密封特征部

92：特征部的本體

94：凹部

96：凹部的外周壁面

97：臺(tái)肩

100：制造方法

110：鍛造步驟

120：機(jī)加工和攻絲步驟

130：第一自增強(qiáng)步驟

132：第一密封步驟

134：第一加壓步驟

140：第二自增強(qiáng)步驟

142：第二密封步驟

144：第二加壓步驟

150：第三自增強(qiáng)步驟

152：第三密封步驟

154：第三加壓步驟

x：主軸線

v：內(nèi)部容積

af：自增強(qiáng)流體

p1：第一壓力

p2：第二壓力

p3：第三壓力